專利名稱：燃料電池增濕系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池領(lǐng)域，尤其涉及一種燃料電池增濕系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
質(zhì)子交換膜燃料電池是一種產(chǎn)生氫離子的燃料與氧氣或空氣等含氧化性 氣體發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電能的裝置。在質(zhì)子交換膜燃料電池工作時(shí)，電 池中的質(zhì)子都是要通過質(zhì)子交換膜傳導(dǎo)。具體的說是以一種水合質(zhì)子的方式 進(jìn)行質(zhì)子傳遞，從而形成電流。因此，為了保證質(zhì)子交換膜燃料電池能持續(xù) 不斷的工作，必須要使燃料電池中的質(zhì)子交換膜保持濕潤(rùn)。在燃料電池運(yùn)行 過程中，尤其是燃料電池堆的運(yùn)行過程，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，很容易將陰極 區(qū)域產(chǎn)生的產(chǎn)物水汽化，而反應(yīng)氣體的快速流動(dòng)，會(huì)迅速帶走這些水分，使 得燃料電池中的膜失去水分，導(dǎo)致燃料電池的內(nèi)阻迅速增加，從而電池的性 能急劇下降。因此，在反應(yīng)氣體參與反應(yīng)前，需要對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行增濕。
目前，對(duì)燃料電池的反應(yīng)氣體進(jìn)行增濕的方法主要有內(nèi)增濕和外增濕兩
內(nèi)增濕就是將增濕系統(tǒng)和燃料電池制作成一個(gè)整體，無需外加增濕裝 置，增濕可以被看作是在電池的內(nèi)部進(jìn)行。這種增濕的方法可以減少燃料電 池系統(tǒng)所占的重量和體積，但是，這種增濕的方式難以對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)入反應(yīng) 區(qū)域的濕度進(jìn)行控制，如果增濕過分容易導(dǎo)致電極被水淹沒，電池的性能也 下降。
外增濕就是另外配置一個(gè)增濕系統(tǒng)，在反應(yīng)氣體進(jìn)入燃料電池前進(jìn)行增 濕。目前，采用外增濕的方法也有很多，比如超聲波霧化增濕，中空纖維增
濕法等。上海神力科技有限公Tf」t;利(公丌^: CN2751449)公開了一種高
效的燃料電池增濕裝置，即向?yàn)槿剂想姵剌斔涂諝獾目諝鈮嚎s裝置中噴入一 定量的去離子水，噴入的水量與該裝置向燃料電池輸送的空氣量成一定的比 例，并經(jīng)過一高效增濕器，使進(jìn)入燃料電池的壓縮空氣達(dá)到增濕的目的。但 這類增濕方法對(duì)于輸出功率變化很大的燃料電池仍存在一定的缺陷，如不能 及時(shí)調(diào)節(jié)氣體的濕度，加濕時(shí)消耗能量太大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有燃料電池增濕系統(tǒng)難以對(duì)進(jìn)入燃料電池的反 應(yīng)氣體的濕度進(jìn)行及時(shí)調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)，提供一種可以對(duì)反應(yīng)氣體的濕度進(jìn)行實(shí) 時(shí)控制的燃料電池增濕系統(tǒng)。
本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)包括增濕裝置、水氣分離器和去離子 器，所述水氣分離器與去離子器連接；其中，所述增濕裝置包括氣體容器、 霧化噴嘴、水量調(diào)節(jié)闊和濕度測(cè)量裝置；氣體容器具有與氣體容器內(nèi)部連通
的氣體進(jìn)氣口和氣體出氣口，氣體進(jìn)氣口用于向氣體容器引入待增濕的氣
體，氣體出氣口用于將增濕后的氣體引入燃料電池的膜電極；霧化噴嘴包括 霧化部件和水霧出口，霧化部件用于將水霧化，水霧出口位于所述氣體容器 的內(nèi)部，用于將經(jīng)過霧化后的水霧噴入氣體容器中；水量調(diào)節(jié)闊用于調(diào)節(jié)霧 化噴嘴的進(jìn)水量；水氣分離器用于將燃料電池反應(yīng)生成的氣體和水分離，去 離子器用于將水氣分離器分離出的水去離子化；濕度測(cè)量裝置位于氣體容器 的氣體出氣口處，用于檢測(cè)流經(jīng)氣體出氣口的氣體的濕度，當(dāng)濕度測(cè)量裝置 檢測(cè)到的氣體濕度不在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，通過水量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)霧化噴嘴的進(jìn)水 量，直至濕度測(cè)量裝置檢測(cè)到的氣體濕度達(dá)到預(yù)定范圍內(nèi)。
本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)所包含的增濕裝置引入了濕度測(cè)量裝 置，用于檢測(cè)進(jìn)入燃料電池的反應(yīng)氣體的濕度，根據(jù)檢測(cè)到的濕度調(diào)節(jié)霧化
噴嘴的進(jìn)水量，從而可以對(duì)氣體的濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，克服了現(xiàn)有技術(shù)中燃 料電池增濕裝置不能及時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)入燃料電池反應(yīng)氣體濕度的缺點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明提供的燃料增濕系統(tǒng)中燃料電池增濕裝置的霧化噴嘴的結(jié) 構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明提供的燃料增濕系統(tǒng)的一種優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明提供的燃料增濕系統(tǒng)的一種優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)圖。
圖5a、圖5b和圖5c為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的一種優(yōu)選的具 體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第一種具體實(shí)施方式
和第三種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)圖。
圖6a、圖6b、圖6c及圖6d為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的濕度 控制單元以及濕度信號(hào)傳遞的結(jié)構(gòu)框圖。
圖7為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第二種具體實(shí)施方式
和第四種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)圖。
圖8為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第五種具體實(shí)施方式
和第七種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)圖9為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第六種具體實(shí)施方式
和第八種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)圖10a、圖10b、圖10c及圖10d為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的 液位控制單元以及液位信號(hào)傳遞的結(jié)構(gòu)框圖。
圖lla、圖llb為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的一種優(yōu)選的具體實(shí)
施方式的結(jié)構(gòu)圖。
圖12為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第九種具體實(shí)施方式
和第十 種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)圖。
圖12a為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的一種優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的 結(jié)構(gòu)圖。
圖13a、圖13b為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的水箱液位控制單元 以及水箱液位信號(hào)傳遞的結(jié)構(gòu)框圖。
圖14為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第一種具體實(shí)施方式
的程序 流程圖。
圖15為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第二種具體實(shí)施方式
的程序 流程圖。
圖16為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第三種具體實(shí)施方式
的程序 流程圖。
圖17為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第四種具體實(shí)施方式
的程序 流程圖。
圖18為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第五種具體實(shí)施方式
的程序 流程圖。
圖19為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第六種具體實(shí)施方式
的程序 流程圖。
圖20為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第七種具體實(shí)施方式
的程序 流程圖。
圖21為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第八種具體實(shí)施方式
的程序 流程圖。
圖22為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第九種具體實(shí)施方式
的程序流程圖。
圖23為本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)的第十種具體實(shí)施方式
的程序 流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)包括增濕裝置、水氣分離
器34、去離子器35;所述水氣分離器34與去離子器35連接；其中，所述 增濕裝置包括氣體容器1、霧化噴嘴2、水量調(diào)節(jié)閥17和濕度測(cè)量裝置5; 氣體容器1具有與氣體容器1內(nèi)部連通的氣體進(jìn)氣口 11和氣體出氣口 12， 氣體進(jìn)氣口 ll用于向氣體容器l引入待增濕的氣體，氣體出氣口 12用于將 增濕后的氣體引入燃料電池的膜電極；霧化噴嘴2包括霧化部件22和水霧 出口23，如圖2所示；霧化部件22用于將水霧化，水霧出口23位于所述氣 體容器1的內(nèi)部，用于將經(jīng)過霧化后的水霧噴入氣體容器1中；水量調(diào)節(jié)閥 17用于調(diào)節(jié)霧化噴嘴2的進(jìn)水量；濕度測(cè)量裝置5位于氣體容器1的氣體出 氣口12處，用于檢測(cè)流經(jīng)氣體出氣口 12的氣體濕度；當(dāng)濕度測(cè)量裝置5檢 測(cè)到的氣體濕度不在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，通過水量調(diào)節(jié)閥17調(diào)節(jié)霧化噴嘴2的 進(jìn)水量，直至濕度測(cè)量裝置5檢測(cè)到的氣體濕度達(dá)到預(yù)定范圍內(nèi)；水氣分離 器34用于將燃料電池反應(yīng)生成的氣體和水分離；去離子器35用于將水氣分 離器34分離出的水去離子化。
本發(fā)明根據(jù)下面的描述可以具備多種調(diào)節(jié)功能，除了最基本的濕度調(diào)節(jié) 之外還有液位調(diào)節(jié)等等，下面進(jìn)行詳細(xì)描述。
濕度調(diào)節(jié)
所述霧化噴嘴2為任意可以將水霧化的噴嘴，例如，空氣霧化噴嘴。霧 化噴嘴2包括霧化部件22和水霧出口 23，霧化部件22通過壓縮空氣和液體
的混合物產(chǎn)生極細(xì)的霧化顆粒以將水霧化，之后在水霧出口 23產(chǎn)生水霧向 氣體容器1內(nèi)部噴射。霧化噴嘴2在不需要消耗大量能量的情況下就可以將 水霧化，減少了增濕裝置的能量消耗。
優(yōu)選情況下，霧化噴嘴2安裝在氣體容器1的頂部，水霧出口23從上 往下噴出水霧；從下往上流動(dòng)的反應(yīng)氣體與從上往下噴出的水霧產(chǎn)生逆流接 觸，水霧與反應(yīng)氣體的混合更加均勻。
所述增濕裝置還包括管道16，如圖3所示，霧化噴嘴2通過管道16與 去離子器35連通，經(jīng)去離子器35進(jìn)行去離子處理后的去離子水通過管道16 供給霧化噴嘴2;所述管道16與霧化部件22的連接方式可以為螺紋固定或 焊接。管道16為任意可以將水引入霧化部件22的管路。
所述水量調(diào)節(jié)閥17安裝在霧化部件22上或管道16上，用于調(diào)節(jié)霧化 噴嘴2的進(jìn)水量。水量調(diào)節(jié)閥17為任意可以調(diào)節(jié)霧化噴嘴2進(jìn)水量的閥門， 例如可以為手動(dòng)或機(jī)械驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥，或者為電驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥；機(jī)械驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥 可以由驅(qū)動(dòng)裝置(例如電機(jī))來調(diào)節(jié)閥門的開閉；電驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥例如為電磁 閥，可以直接通過電信號(hào)來調(diào)節(jié)閥門的開閉。
該系統(tǒng)還包括燃料電池33，如圖4所示，燃料電池33的氧化劑氣體進(jìn) 口與氣體容器1的氣體出氣口 12連接，用于將增濕后的空氣引入到燃料電 池33中，燃料電池33的氣體及生成水出口與水氣分離器34的進(jìn)口連接， 用于將反應(yīng)生成的水進(jìn)行水氣分離。
所述濕度測(cè)量裝置5為任意可以檢測(cè)氣體濕度的裝置。例如可以為濕度 表，當(dāng)濕度表顯示的氣體濕度不在理想濕度范圍(即進(jìn)入燃料電池的反應(yīng)氣 體的理想濕度范圍，該范圍為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如可以在10%至90% 之間)內(nèi)時(shí)必須由工作人員手動(dòng)調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥17直至氣體濕度達(dá)到理想 范圍內(nèi)；也可以為能發(fā)出表示濕度大小的電信號(hào)的濕度傳感器，這時(shí)需要增 加設(shè)定有理想濕度范圍的濕度比較單元來判斷所檢測(cè)到的濕度是否合適，進(jìn)而自動(dòng)調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥17，這種方式將在后文中具體描述；還可以為可設(shè)定 預(yù)定濕度范圍(即理想濕度范圍)的超聲波濕度計(jì)，能夠?qū)⑺鶞y(cè)得的濕度與 該預(yù)定濕度范圍進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)的結(jié)果發(fā)出指示濕度偏高、偏低或正常
的電信號(hào)，這種方式也將在后文中具體描述。優(yōu)選情況下，濕度測(cè)量裝置5
為可設(shè)定預(yù)定濕度范圍的超聲波濕度計(jì)或能發(fā)出表示濕度大小的電信號(hào)的 濕度傳感器。
所述的水氣分離器34將燃料電池33反應(yīng)生成的氣、液態(tài)水中的水和氣 體分離開來，為任意可以將水氣進(jìn)行分離的裝置，如水氣分離瓶。優(yōu)選情況 下，水氣分離器34中填充有蜂窩結(jié)構(gòu)的材料，有助于提高水氣分離的效果。
所述的去離子器35用于將水氣分離器34分離出的水去離子以凈化水 質(zhì)，形成去離子水；所述的去離子器35為任意可以將水去離子化的裝置， 如去離子柱。優(yōu)選情況下，去離子器35為填充有陽離子交換樹脂結(jié)構(gòu)的去 離子柱。
下面將描述本發(fā)明提供的第一至第四種具體實(shí)施方式
，這四種實(shí)施方式 都增加了濕度控制單元27;濕度控制單元27接收來自濕度測(cè)量裝置5的電 信號(hào)并根據(jù)電信號(hào)的指示調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥17的進(jìn)水量;根據(jù)濕度測(cè)量裝置5 的類型不同，增濕裝置可以只包括濕度控制單元27或者同時(shí)包括濕度比較 單元9和濕度控制單元27;采用濕度控制單元27使得本發(fā)明提供的燃料電 池增濕系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入燃料電池的反應(yīng)氣體的濕度。
按照本發(fā)明的第一種具體實(shí)施方式
，如圖6所示，水量調(diào)節(jié)閥17為由 驅(qū)動(dòng)裝置控制的機(jī)械調(diào)節(jié)閥；所述濕度測(cè)量裝置5為可設(shè)定預(yù)定濕度范圍的 超聲波濕度計(jì)，所述的增濕裝置還包括驅(qū)動(dòng)裝置3和濕度控制單元27;
濕度測(cè)量裝置5用于檢測(cè)氣體出氣口 12的氣體的濕度以及判斷氣體的 濕度是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給濕度控制單元27;濕度控制 單元27用于根據(jù)濕度測(cè)量裝置5的檢測(cè)結(jié)果，控制驅(qū)動(dòng)裝置3進(jìn)而調(diào)節(jié)水
量調(diào)節(jié)閥17;
驅(qū)動(dòng)裝置3 —端與水量調(diào)節(jié)閥17連接，用于控制水量調(diào)節(jié)閥17從而調(diào) 節(jié)霧化噴嘴2的進(jìn)水量，另一端與濕度控制單元27的輸出端連接，用于接 收來自濕度控制單元27的電信號(hào)，濕度測(cè)量裝置5與濕度控制單元27連接， 如圖6a所示；
預(yù)先對(duì)濕度測(cè)量裝置5設(shè)定一個(gè)濕度范圍，如圖14所示； 當(dāng)濕度測(cè)量裝置5檢測(cè)到的氣體濕度大于或等于預(yù)先設(shè)定的理想濕度范 圍的上限時(shí)，濕度測(cè)量裝置5發(fā)出指示濕度偏大的電信號(hào)至濕度控制單元 27，濕度控制單元27接收該信號(hào)，發(fā)出控制驅(qū)動(dòng)裝置3向關(guān)小水量調(diào)節(jié)閥 17的方向運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)到驅(qū)動(dòng)裝置3，使通過管道16進(jìn)入霧化噴嘴2的水 量減少；
當(dāng)濕度測(cè)量裝置5檢測(cè)到的氣體濕度小于或等于預(yù)先設(shè)定的理想濕度范 圍的下限時(shí)，濕度測(cè)量裝置5發(fā)出指示濕度偏小的電信號(hào)至濕度控制單元 27，濕度控制單元27接收該信號(hào)，發(fā)出控制驅(qū)動(dòng)裝置3向開大水量調(diào)節(jié)閥 17的方向運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)到驅(qū)動(dòng)裝置3，使通過管道16進(jìn)入霧化噴嘴2的水 量增加；
當(dāng)氣體濕度在預(yù)先設(shè)定的理想濕度范圍中時(shí)，濕度測(cè)量裝置5發(fā)出表示 濕度正常的電信號(hào)至濕度控制單元27，濕度控制單元27接收到該電信號(hào)， 發(fā)出控制驅(qū)動(dòng)裝置3停止運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)到驅(qū)動(dòng)裝置3。
按照本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
，如圖7所示，水量調(diào)節(jié)閥17為具 有控制端的電磁閥(電磁閥可以通過電信號(hào)直接控制，所以不需要上一實(shí)施 方式中的驅(qū)動(dòng)裝置3);所述濕度測(cè)量裝置5為可設(shè)定預(yù)定濕度范圍的超聲波 濕度計(jì)，所述增濕裝置還包括濕度控制單元27;
濕度測(cè)量裝置5用于檢測(cè)氣體出氣口 12的氣體的濕度以及判斷氣體的 濕度是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給濕度控制單元27;濕度控制
單元27用于根據(jù)濕度測(cè)量裝置5的檢測(cè)結(jié)果調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥17;
水量調(diào)節(jié)閥17與濕度控制單元27連接，用于接收來自濕度控制單元27 的電信號(hào)，濕度測(cè)量裝置5與濕度控制單元27連接，如圖6b所示；
預(yù)先對(duì)濕度測(cè)量裝置5設(shè)定一個(gè)濕度范圍，如圖15所示；
當(dāng)濕度測(cè)量裝置5檢測(cè)到的氣體濕度大于或等于預(yù)先設(shè)定的理想濕度范 圍的上限時(shí)，濕度測(cè)量裝置5發(fā)出表示濕度偏大的電信號(hào)至濕度控制單元 27，濕度控制單元27接收到該電信號(hào)，調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥17，使通過管道16 進(jìn)入霧化噴嘴2的水量減少；
當(dāng)濕度測(cè)量裝置5檢測(cè)到的氣體濕度小于或等于預(yù)先設(shè)定的理想濕度范 圍的下限時(shí)，濕度測(cè)量裝置5發(fā)出表示濕度偏小的電信號(hào)至濕度控制單元 27，濕度控制單元27接收到該電信號(hào)，調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥17，使通過管道16 進(jìn)入霧化噴嘴2的水量增加；
當(dāng)濕度測(cè)量裝置5檢測(cè)到的氣體濕度在預(yù)先設(shè)定的理想濕度范圍的上限 和下限之間時(shí)，濕度測(cè)量裝置5發(fā)出表示濕度正常的電信號(hào)至濕度控制單元 27，濕度控制單元27接收到該電信號(hào)，指示水量調(diào)節(jié)閥17處于當(dāng)前狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明提供的第三種具體實(shí)施方式
，如圖6所示，水量調(diào)節(jié)閥17 為由驅(qū)動(dòng)裝置控制的機(jī)械調(diào)節(jié)閥；所述濕度測(cè)量裝置5為能發(fā)出表示濕度大 小的電信號(hào)的濕度傳感器，所述增濕裝置還包括驅(qū)動(dòng)裝置3、濕度比較單元 9和濕度控制單元27;
濕度測(cè)量裝置5用于檢測(cè)氣體出氣口 12的氣體的濕度，并將檢測(cè)結(jié)果 發(fā)送給濕度比較單元9;
濕度比較單元9用于接收來自濕度測(cè)量裝置5的電信號(hào)，將該電信號(hào)與 存儲(chǔ)的表示濕度范圍的電信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果發(fā)送給濕度控制單元 27;
濕度控制單元27用于接收來自濕度比較單元9的比對(duì)結(jié)果，根據(jù)比對(duì)
結(jié)果，控制驅(qū)動(dòng)裝置3以調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥17;
驅(qū)動(dòng)裝置3 —端與水量調(diào)節(jié)閥17連接，用于控制水量調(diào)節(jié)閥17從而調(diào)
節(jié)霧化噴嘴2的進(jìn)水量，另一端與濕度控制單元27的輸出端連接，用于接 收來自濕度控制單元27的電信號(hào)，濕度測(cè)量裝置5與濕度比較單元9連接， 再連接到濕度控制單元27，如圖6c所示；
濕度比較單元9預(yù)先設(shè)定有一個(gè)表示濕度范圍的電信號(hào)范圍，濕度比較 單元9接收濕度測(cè)量裝置5檢測(cè)到的表示氣體濕度大小的電信號(hào)，將該電信 號(hào)與預(yù)先存儲(chǔ)的表示濕度范圍的電信號(hào)范圍進(jìn)行比對(duì)，如圖16所示；
當(dāng)該電信號(hào)大于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的表示濕度范圍的電信號(hào)范圍的上限 時(shí)，濕度比較單元9向濕度控制單元27發(fā)出濕度偏大的指令，濕度控制單 元27接收該指令，發(fā)出控制驅(qū)動(dòng)裝置3向關(guān)小水量調(diào)節(jié)閥17的方向運(yùn)動(dòng)的 電信號(hào)到驅(qū)動(dòng)裝置3，使通過管道16進(jìn)入霧化噴嘴2的水量減少；
當(dāng)該電信號(hào)小于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的表示濕度范圍的電信號(hào)范圍的下限 時(shí)，濕度比較單元9向濕度控制單元27發(fā)出濕度偏小的指令，濕度控制單 元27接收該指令，發(fā)出控制驅(qū)動(dòng)裝置3向開大水量調(diào)節(jié)閥17的方向運(yùn)動(dòng)的 電信號(hào)到驅(qū)動(dòng)裝置3，使通過管道16進(jìn)入霧化噴嘴2的水量增加；
當(dāng)該電信號(hào)在預(yù)先存儲(chǔ)的表示濕度范圍的電信號(hào)范圍的上限和下限之 間時(shí)，濕度比較單元9向濕度控制單元27發(fā)出濕度正常的指令，濕度控制 單元27接收該指令，發(fā)出控制驅(qū)動(dòng)裝置3停止運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)到驅(qū)動(dòng)裝置3。
根據(jù)本發(fā)明提供的第四種具體實(shí)施方式
，如圖7所示，水量調(diào)節(jié)閥17 為具有控制端的電磁閥；所述濕度測(cè)量裝置5為能發(fā)出表示濕度大小的電信 號(hào)的濕度傳感器，所述增濕裝置還包括濕度比較單元9和濕度控制單元27;
濕度測(cè)量裝置5用于檢測(cè)氣體出氣口 12的氣體的濕度，并將檢測(cè)結(jié)果 發(fā)送給濕度比較單元9;
濕度比較單元9用于接收來自濕度測(cè)量裝置5的電信號(hào)，將該電信號(hào)與
存儲(chǔ)的表示濕度范圍的電信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果發(fā)送給濕度控制單元 27;
濕度控制單元27用于接收來自濕度比較單元9的比對(duì)結(jié)果，根據(jù)比對(duì)
結(jié)果，調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥17;
水量調(diào)節(jié)閥17與濕度控制單元27連接，用于接收來自濕度控制單元27 的電信號(hào)，濕度測(cè)量裝置5與濕度比較單元9連接，再連接到濕度控制單元 27，如圖6d所示；
對(duì)濕度比較單元9預(yù)先設(shè)定一個(gè)表示濕度范圍的電信號(hào)范圍，濕度比較 單元9接收濕度測(cè)量裝置5檢測(cè)到的表示氣體濕度的電信號(hào)，并將該電信號(hào) 與預(yù)先存儲(chǔ)的表示濕度范圍的電信號(hào)范圍進(jìn)行比對(duì)，如圖17所示；
當(dāng)該電信號(hào)大于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的表示濕度范圍的電信號(hào)范圍的上限 時(shí)，濕度比較單元9向濕度控制單元27發(fā)出濕度偏大的電信號(hào)，濕度控制 單元27接收該指令，調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥17，使通過管道16進(jìn)入霧化噴嘴2 的水量減少；
當(dāng)該電信號(hào)小于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的表示濕度范圍的電信號(hào)范圍的下限 時(shí)，濕度比較單元9向濕度控制單元27發(fā)出濕度偏小的電信號(hào)，濕度控制 單元27接收該指令，調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥17，使通過管道16進(jìn)入霧化噴嘴2 的水量增加；
當(dāng)該電信號(hào)在預(yù)先存儲(chǔ)的表示濕度范圍的電信號(hào)范圍的上限和下限之 間時(shí)，濕度比較單元9向濕度控制單元27發(fā)出保持進(jìn)水量的指令，濕度控 制單元27接收該指令，保持水量調(diào)節(jié)閥17處于當(dāng)前狀態(tài)。
在濕度調(diào)節(jié)中，所述驅(qū)動(dòng)裝置3為任意可以調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥17的驅(qū)動(dòng) 裝置，例如，可以為電動(dòng)機(jī)，利用按正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)水量調(diào)節(jié)閥17向開 大或關(guān)小的方向運(yùn)動(dòng)。 液位調(diào)節(jié)
所述氣體容器1為具有與氣體容器1內(nèi)部連通的氣體進(jìn)氣口 11和氣體 出氣口 12的容器，干燥的反應(yīng)氣體從氣體進(jìn)氣口 11進(jìn)入，與水霧出口 23
噴出的水霧結(jié)合而增濕，增濕后的反應(yīng)氣體從氣體出氣口 12流出；氣體容
器1用于提供反應(yīng)氣體與水霧結(jié)合的場(chǎng)所。優(yōu)選情況下，氣體容器1的氣體
進(jìn)氣口 11在氣體容器1的下部，氣體容器1的氣體出氣口 12在氣體容器1 的上部，反應(yīng)氣體從氣體進(jìn)氣口 ll進(jìn)入，從氣體出氣口12流出，氣體容器 1中的反應(yīng)氣體從下往上流動(dòng)。
由于水霧中有許多液態(tài)水，增濕過程中會(huì)在氣體容器1中留下液態(tài)水， 如圖5a所示，氣體容器1還可以具與氣體容器1內(nèi)部連通、位于氣體容器1 底部的出水口 13，出水口 13用于將氣體容器1中多余的水排出；氣體容器 還可以具有閥門7，如圖5b所示，閥門7安裝在氣體容器1底部的出水口 13上，為任意可以打開或者關(guān)閉的閥門，例如可以為手動(dòng)或機(jī)械驅(qū)動(dòng)閥門， 或者具有控制端的電磁閥門；機(jī)械驅(qū)動(dòng)閥門必須由閥門驅(qū)動(dòng)裝置(如電機(jī)) 來機(jī)械地控制閥門的開啟和關(guān)閉；電磁閥門可以直接通過電信號(hào)來控制閥門 的開啟和關(guān)閉。
該系統(tǒng)還包括液位測(cè)量裝置6，如圖5c所示，液位測(cè)量裝置6設(shè)置在氣 體容器1上，用于測(cè)量氣體容器l內(nèi)部的液態(tài)水的液位。優(yōu)選情況下，液位 測(cè)量裝置6設(shè)置在氣體容器1的內(nèi)部。
所述液位測(cè)量裝置6為任意可以測(cè)量氣體容器1中液位的裝置，如液位 計(jì)。如果液位測(cè)量裝置6為普通液位計(jì)，如連通器式液位計(jì)，當(dāng)液位計(jì)顯示 的氣體容器l內(nèi)的液位不在理想液位范圍(所述液位范圍上限的高度比所述 氣體容器1的氣體進(jìn)氣口 11低1-3厘米，所述液位范圍下限的高度比所述 氣體容器1的出水口 13高1-3厘米)內(nèi)時(shí)必須由工作人員手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門7 直至氣體容器l內(nèi)的液位達(dá)到理想范圍內(nèi)；如果液位測(cè)量裝置6為能發(fā)出表 示液位高低的電信號(hào)的液位計(jì)，如浮球液位計(jì)，這時(shí)需要由設(shè)定有理想液位
范圍的液位比較單元來判斷檢測(cè)到的液位是否合適，進(jìn)而控制閥門7的開閉； 如果液位測(cè)量裝置6為可設(shè)定預(yù)定液位范圍(即理想液位范圍)的超聲波液
位計(jì)，則可預(yù)先對(duì)液位測(cè)量裝置6設(shè)定一個(gè)理想液位范圍，液位測(cè)量裝置6
能夠?qū)⑺鶞y(cè)得的液位與該預(yù)定液位范圍進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)的結(jié)果發(fā)出指示
液位偏高、偏低或正常的電信號(hào)。優(yōu)選情況下，液位測(cè)量裝置6為可設(shè)定預(yù) 定液位范圍的超聲波液位計(jì)或能發(fā)出表示液位高低的電信號(hào)的浮球液位計(jì)。 下面將描述本發(fā)明提供的第五至第八種具體實(shí)施方式
，這幾種實(shí)施方式 采用了液位控制單元28，根據(jù)液位測(cè)量裝置6的類型不同，該系統(tǒng)可以只包 括液位控制單元28或者包括液位比較單元15和液位控制單元28;采用液 位控制單元28使得本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)中氣體容器1的液位可 以保持在設(shè)定的理想液位范圍之內(nèi)，既不會(huì)因?yàn)闅怏w容器l中的液位過高而 使氣體入口 11堵塞，又不會(huì)因?yàn)闅怏w容器1中的液位過低而使反應(yīng)氣體從 出水口 13泄露。
根據(jù)本發(fā)明提供的第五種具體實(shí)施方式
，如圖8所示，閥門7為由驅(qū)動(dòng) 裝置控制的機(jī)械驅(qū)動(dòng)閥門；所述液位測(cè)量裝置6為可設(shè)定預(yù)定液位范圍的超 聲波液位計(jì)，該系統(tǒng)還包括閥門驅(qū)動(dòng)裝置25和液位控制單元28;
液位測(cè)量裝置6用于檢測(cè)氣體容器1中的液位以及判斷液位是否在預(yù)定 的范圍內(nèi)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給液位控制單元28;液位控制單元28用于根 據(jù)液位測(cè)量裝置6的檢測(cè)結(jié)果，控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置25進(jìn)而調(diào)節(jié)閥門7;
液位測(cè)量裝置6與氣體容器1連接，閥門驅(qū)動(dòng)裝置25與閥門7連接， 用于驅(qū)動(dòng)閥門7，使閥門7打開或關(guān)閉；如圖10a所示，液位控制單元28 分別與液位測(cè)量裝置6和閥門驅(qū)動(dòng)裝置25連接；
預(yù)先對(duì)液位測(cè)量裝置6設(shè)定一個(gè)液位范圍，如圖18所示；
當(dāng)液位測(cè)量裝置6所測(cè)得的氣體容器1的液位大于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的液 位范圍的上限時(shí)，液位測(cè)量裝置6發(fā)出表示液位偏高的電信號(hào)至液位控制單元28，液位控制單元28接收該電信號(hào)，發(fā)出控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置25向開大閥 門7的方向運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)到閥門驅(qū)動(dòng)裝置25，使得氣體容器1中的水從出水 口 13排出；
當(dāng)液位測(cè)量裝置6所測(cè)得的液位小于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的液位范圍下限 時(shí)，液位測(cè)量裝置6發(fā)出表示液位偏低的信號(hào)至液位控制單元28，液位控制 單元28接收該指令，發(fā)出控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置25向關(guān)小閥門7的方向運(yùn)動(dòng)的 電信號(hào)到閥門驅(qū)動(dòng)裝置25，防止氣體容器l中的水泄露；
當(dāng)液位測(cè)量裝置6所測(cè)得的液位在預(yù)先存儲(chǔ)的液位范圍之間時(shí)，液位測(cè) 量裝置6發(fā)出表示液位正常的電信號(hào)至液位控制單元28，液位控制單元28 接收該指令，發(fā)出控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置25停止運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)到閥門驅(qū)動(dòng)裝置 25。
根據(jù)本發(fā)明提供的第六種具體實(shí)施方式
，如圖9所示，閥門7為具有控 制端的電磁閥門(電磁閥可以通過電信號(hào)直接控制，所以不需要上一實(shí)施方 式中的閥門驅(qū)動(dòng)裝置25);所述液位測(cè)量裝置6為可設(shè)定預(yù)定液位范圍的超 聲波液位計(jì)，該系統(tǒng)還包括液位控制單元28;
液位測(cè)量裝置6用于檢測(cè)氣體容器1中的液位以及判斷液位是否在預(yù)定 的范圍內(nèi)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給液位控制單元28，液位控制單元28用于根 據(jù)液位測(cè)量裝置6的檢測(cè)結(jié)果調(diào)節(jié)閥門7;
液位測(cè)量裝置6與氣體容器1連接，液位控制單元28分別與液位測(cè)量 裝置6和閥門7連接，如圖10b所示；
預(yù)先對(duì)液位測(cè)量裝置6設(shè)定一個(gè)液位范圍，如圖19所示；
當(dāng)液位測(cè)量裝置6所測(cè)得的氣體容器1的液位大于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的液 位范圍上限時(shí)，液位測(cè)量裝置6發(fā)出表示液位偏高的電信號(hào)至液位控制單元 28，液位控制單元28接收該電信號(hào)，打開閥門7，使得氣體容器l中的水從 出水口 13排出；
當(dāng)液位測(cè)量裝置6所測(cè)得的氣體容器1的液位小于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的液 位范圍下限時(shí)，液位測(cè)量裝置6發(fā)出表示液位偏低的信號(hào)至液位控制單元
28，液位控制單元28接收該指令，關(guān)閉閥門7，防止氣體容器1中的水泄露;
當(dāng)液位測(cè)量裝置6所測(cè)得的液位在預(yù)先存儲(chǔ)的液位范圍之間時(shí)，液位測(cè) 量裝置6發(fā)出表示液位正常的電信號(hào)至液位控制單元28，液位控制單元28 接收該指令，保持閥門7處于當(dāng)前狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明提供的第七種具體實(shí)施方式
，如圖8所示，閥門7為由驅(qū)動(dòng) 裝置控制的機(jī)械驅(qū)動(dòng)閥門；所述液位測(cè)量裝置6為能發(fā)出表示液位高低的電 信號(hào)的浮球液位計(jì)，該系統(tǒng)還包括閥門驅(qū)動(dòng)裝置25、液位比較單元15和液 位控制單元28;
液位測(cè)量裝置6用于檢測(cè)氣體容器1中的液位，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給液 位比較單元15;
液位比較單元15接收來自液位測(cè)量裝置6的電信號(hào)，將該電信號(hào)與存 儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果發(fā)送給液位控制單元28;
液位控制單元28用于接收來自液位比較單元15的比對(duì)結(jié)果，根據(jù)比對(duì) 結(jié)果，控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置25以調(diào)節(jié)閥門7;
液位控制單元28與閥門驅(qū)動(dòng)裝置25連接，閥門驅(qū)動(dòng)裝置25與閥門7 連接，用于驅(qū)動(dòng)閥門7，使閥門7打開或關(guān)閉；液位測(cè)量裝置6與液位比較 單元15連接，再連接到液位控制單元28，如圖10c所示；
液位比較單元15預(yù)先存儲(chǔ)有一個(gè)表示液位范圍的電信號(hào)范圍，液位比 較單元15接收液位測(cè)量裝置6所測(cè)得的表示氣體容器1中的液位的電信號(hào)， 并將該電信號(hào)與預(yù)先存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)范圍進(jìn)行比對(duì)，如圖20 所示；
當(dāng)該電信號(hào)大于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)范圍的上限 時(shí)，液位比較單元15向液位控制單元28發(fā)出液位偏高的指令，液位控制單 元28接收該指令，發(fā)出控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置25向開大閥門7的方向運(yùn)動(dòng)的電 信號(hào)到閥門驅(qū)動(dòng)裝置25，使得氣體容器l中的水從出水口 13排出；
當(dāng)該電信號(hào)小于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)范圍的下限 時(shí)，液位比較單元15向液位控制單元28發(fā)出液位偏低的指令，液位控制單 元28接收該指令，發(fā)出控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置25向關(guān)小閥門7的方向運(yùn)動(dòng)的電 信號(hào)到閥門驅(qū)動(dòng)裝置25，防止氣體容易1中的水泄露；
當(dāng)該電信號(hào)在預(yù)先存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)范圍之間時(shí)，液位比較 單元15向液位控制單元28發(fā)出液位正常的指令，液位控制單元28接收該 指令，發(fā)出控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置25停止運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)到閥門驅(qū)動(dòng)裝置25。
根據(jù)本發(fā)明的第八種具體實(shí)施方式
，如圖9所示，闊門7為具有控制端 的電磁閥門；所述液位測(cè)量裝置6為能發(fā)出表示液位高低的電信號(hào)的浮球液 位計(jì)，該系統(tǒng)還包括液位比較單元15和液位控制單元28;
液位測(cè)量裝置6用于檢測(cè)氣體容器1中的液位，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給液 位比較單元15;
液位比較單元15用于接收來自液位測(cè)量裝置6的電信號(hào)，將該電信號(hào) 與存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果發(fā)送給液位控制單元
28;
液位控制單元28用于接收來自液位比較單元15的比對(duì)結(jié)果，根據(jù)比對(duì) 結(jié)果，調(diào)節(jié)閥門7。
閥門7與液位控制單元28連接，液位測(cè)量裝置6與液位比較單元15連 接，再連接到液位控制單元28，如圖10d所示；
液位比較單元15預(yù)先存儲(chǔ)有一個(gè)表示液位范圍的電信號(hào)范圍，液位比 較單元15接收液位測(cè)量裝置6所測(cè)得的表示氣體容器1中的液位的電信號(hào)， 并將該電信號(hào)與預(yù)先存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)范圍進(jìn)行比對(duì)，如圖21 所示；
當(dāng)該電信號(hào)大于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)范圍的上限 時(shí)，液位比較單元15向液位控制單元28發(fā)出液位偏高的指令，液位控制單
元28接收該指令，打開閥門7，使得氣體容器l中的水從出水口 13排出；
當(dāng)該電信號(hào)小于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)范圍的下限 時(shí)，液位比較單元15向液位控制單元28發(fā)出液位偏低的指令，液位控制單 元28接收該指令，關(guān)閉閥門7，防止氣體容器l中的水泄露；
當(dāng)該電信號(hào)在存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)范圍的上限和下限之間時(shí)， 液位比較單元15向液位控制單元28發(fā)出液位正常的指令，液位控制單元28 接收該指令，保持閥門7的當(dāng)前狀態(tài)。
在液位調(diào)節(jié)中，所述閥門驅(qū)動(dòng)裝置25為任意可以調(diào)節(jié)閥門7的驅(qū)動(dòng)裝 置，例如，可以為電動(dòng)機(jī)，利用按正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)閥門7向開大或關(guān)小的 方向運(yùn)動(dòng)。 水箱液位調(diào)節(jié)
由于需要為增濕裝置供水以供增濕使用，該系統(tǒng)還可包括加水裝置32 和水箱36，加水裝置32用于向水箱36加水，所述管道16將霧化噴嘴2與 去離子器35和水箱36連通，用于將水箱36中的水引入霧化部件22，如圖 lla所示；
所述加水裝置32為任意可以向水箱供應(yīng)去離子水的裝置，例如去離子 水水管；所述水箱為任意可以儲(chǔ)存水的容器，例如水槽。
該系統(tǒng)還可包括水箱液位測(cè)量裝置20，如圖lib所示，水箱液位測(cè)量裝 置20設(shè)置在水箱36上，用于測(cè)量水箱36內(nèi)部的液位。優(yōu)選情況下，水箱 液位測(cè)量裝置20設(shè)置在水箱36的內(nèi)部。
所述水箱液位測(cè)量裝置20為任意可以測(cè)量水箱36中水的液位的儀器， 例如液位計(jì)；如果水箱液位測(cè)量裝置20為能發(fā)出表示液位高低的電信號(hào)的 浮球液位計(jì)，這時(shí)需要由設(shè)定有理想液位范圍(所述液位范圍上限的高度比
所述水箱36的邊緣低1-3厘米，所述液位范圍下限的高度比所述水箱36的 底部高1-3厘米)的液位辨別單元來判斷檢測(cè)到的液位是否合適，進(jìn)而控制 加水裝置32向水箱36加水；如果水箱液位測(cè)量裝置20為可設(shè)定預(yù)定液位 范圍(即理想液位范圍)的超聲波液位計(jì)，則可預(yù)先對(duì)水箱液位測(cè)量裝置20 設(shè)定一個(gè)理想液位范圍，水箱液位測(cè)量裝置20能夠?qū)⑺鶞y(cè)得的液位與該預(yù) 定液位范圍進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)的結(jié)果發(fā)出指示液位偏高、偏低或正常的電 信號(hào)。
下面將描述本發(fā)明提供的第九和第十個(gè)具體實(shí)施方式
，這兩種實(shí)施方式 釆用了水箱36的水箱液位控制單元31，根據(jù)水箱液位測(cè)量裝置20的類型不 同，該系統(tǒng)可只包括水箱液位控制單元31或同時(shí)包括水箱液位比較單元30 和水箱液位控制單元31;所述的燃料電池增濕系統(tǒng)采用水箱液位控制單元 31使得水箱36中的液位維持在設(shè)定范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了水箱液位的自動(dòng)控制。
根據(jù)本發(fā)明的第九種具體實(shí)施方式
，如圖12所示，所述水箱液位測(cè)量 裝置20為可設(shè)定預(yù)定液位范圍的超聲波液位計(jì)，該系統(tǒng)還包括水箱液位控 制單元31;
水箱液位測(cè)量裝置20用于檢測(cè)水箱36中的液位以及判斷液位是否在預(yù) 定的范圍內(nèi)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給水箱液位控制單元31;水箱液位控制單元 31用于根據(jù)水箱液位測(cè)量裝置20的檢測(cè)結(jié)果，控制加水裝置32;
水箱液位測(cè)量裝置20 —端與水箱36連接，另一端與水箱液位控制單元 31連接，加水裝置32與水箱液位控制單元31連接，如圖13a所示；
預(yù)先對(duì)水箱液位測(cè)量裝置20設(shè)定一個(gè)液位范圍，如圖22所示；
當(dāng)水箱液位測(cè)量裝置20測(cè)得的液位大于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的液位范圍的 上限時(shí)，水箱液位測(cè)量裝置20發(fā)出表示液位偏高的電信號(hào)至水箱液位控制 單元31，水箱液位控制單元31接收到該電信號(hào)，停止加水裝置32向水箱 36加水；
當(dāng)水箱液位測(cè)量裝置20測(cè)得的液位小于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的液位范圍的 下限時(shí)，水箱液位測(cè)量裝置20發(fā)出表示液位偏低的電信號(hào)至水箱液位控制
單元31，水箱液位控制單元31接收到該電信號(hào)，啟動(dòng)加水裝置32向水箱 36加水。
根據(jù)本發(fā)明的第十種具體實(shí)施方式
，所述水箱液位測(cè)量裝置20為能發(fā) 出表示液位高低的電信號(hào)的浮球液位計(jì)，該系統(tǒng)還包括水箱液位比較單元30 和水箱液位控制單元31;
水箱液位測(cè)量裝置20用于檢測(cè)水箱36中的液位，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送到 水箱液位比較單元30;
水箱液位比較單元3接收來自水箱液位測(cè)量裝置20的電信號(hào)，將該電 信號(hào)與存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果發(fā)送給水箱液位 控制單元31;
水箱液位控制單元31用于接收來自水箱液位比較單元30的比對(duì)結(jié)果， 根據(jù)比對(duì)結(jié)果，控制加水裝置32;
水箱液位測(cè)量裝置20 —端與水箱36連接，另一端與水箱液位比較單元 30連接，再連接到水箱液位控制單元31，加水裝置32與水箱液位控制單元 31連接，如圖13b所示;
水箱液位比較單元30預(yù)先存儲(chǔ)有一個(gè)表示液位范圍的電信號(hào)范圍，水 箱液位比較單元30接收水箱液位測(cè)量裝置20所測(cè)得的表示水箱中液位的電 信號(hào)，并將該電信號(hào)與預(yù)先存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)范圍進(jìn)行比對(duì)，如 圖23所示；
當(dāng)該電信號(hào)大于或等于預(yù)先存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)范圍的上限 時(shí)，水箱液位比較單元30向水箱液位控制單元31發(fā)送保持液位的指令，水 箱液位控制單元31接收該指令，停止加水裝置32向水箱36加水；
當(dāng)該電信號(hào)小于或等于所述表示液位范圍的電信號(hào)范圍的下限時(shí)，水箱
液位比較單元30向水箱液位控制單元31發(fā)出液位偏低的指令，水箱液位控
制單元31接收該指令，啟動(dòng)加水裝置32向水箱36加水。
為了減少加入水箱36的供增濕使用的水的次數(shù)，去離子器35的出口可 以與水箱36連通，進(jìn)口可以與位于氣體容器l底部的出水口 13連通，如圖 12a所示；氣體容器l中多余的液態(tài)水經(jīng)出水口 13排出，進(jìn)入去離子器35 進(jìn)行去離子處理，然后進(jìn)入水箱36中以供增濕使用。
在濕度調(diào)節(jié)、液位調(diào)節(jié)和水箱液位調(diào)節(jié)中，所述濕度控制單元27為任 意可以根據(jù)指示控制驅(qū)動(dòng)裝置3或水量調(diào)節(jié)閥17的控制器，所述液位控制 單元28為任意可以根據(jù)指示控制閥門驅(qū)動(dòng)裝置25或閥門7的控制器，所述 水箱液位控制單元31為任意可以根據(jù)指示控制加水裝置32的控制器，例如 可以為PLC或單片機(jī)。
權(quán)利要求
1、一種燃料電池增濕系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括增濕裝置、水氣分離器(34)、去離子器(35)，所述水氣分離器(34)與去離子器(35)連接，其特征在于，所述增濕裝置包括氣體容器(1)、霧化噴嘴(2)、水量調(diào)節(jié)閥(17)和濕度測(cè)量裝置(5)；氣體容器(1)具有與氣體容器(1)內(nèi)部連通的氣體進(jìn)氣口(11)和氣體出氣口(12)，氣體進(jìn)氣口(11)用于向氣體容器(1)引入待增濕的氣體，氣體出氣口(12)用于將增濕后的氣體引入燃料電池的膜電極；霧化噴嘴(2)包括霧化部件(22)和水霧出口(23)，霧化部件(22)用于將水霧化，水霧出口(23)位于所述氣體容器(1)的內(nèi)部，用于將經(jīng)過霧化后的水霧噴入氣體容器(1)中；水量調(diào)節(jié)閥(17)用于調(diào)節(jié)霧化噴嘴(2)的進(jìn)水量；濕度測(cè)量裝置(5)位于氣體容器(1)的氣體出氣口(12)處，用于檢測(cè)流經(jīng)氣體出氣口(12)的氣體的濕度；水氣分離器(34)用于將燃料電池反應(yīng)生成的氣體和水分離；去離子器(35)用于將水氣分離器(34)分離出的水去離子化。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，所述增濕 裝置還包括管道(16)，霧化噴嘴(2)通過管道(16)與去離子器(35)相連， 所述的水量調(diào)節(jié)閥(17)安裝在霧化部件(22)上或管道(16)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，水量 調(diào)節(jié)閥(17)為具有控制端的電磁闊；所述濕度測(cè)量裝置(5)為可設(shè)定預(yù)定濕度范圍的超聲波濕度計(jì)，所述的增濕裝置還包括濕度控制單元(27);濕度測(cè)量裝置(5)用于檢測(cè)氣體出氣口 (12)的氣體的濕度以及判斷 氣體的濕度是否在預(yù)定的范圍內(nèi)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給濕度控制單元(27); 濕度控制單元(27)用于根據(jù)濕度測(cè)量裝置(5)的檢測(cè)結(jié)果調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié) 閥(17)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，水量 調(diào)節(jié)閥(17)為具有控制端的電磁閥；所述濕度測(cè)量裝置(5)為能發(fā)出表 示濕度大小的電信號(hào)的濕度傳感器，所述增濕裝置還包括濕度比較單元(9) 和濕度控制單元(27);濕度測(cè)量裝置(5)用于檢測(cè)氣體出氣口 (12)的氣體的濕度，并將檢 測(cè)結(jié)果發(fā)送給濕度比較單元(9);濕度比較單元(9)用于接收來自濕度測(cè)量裝置(5)的電信號(hào)，將該電 信號(hào)與存儲(chǔ)的表示濕度范圍的電信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果發(fā)送給濕度控制 單元(27);濕度控制單元(27)用于接收來自濕度比較單元(9)的比對(duì)結(jié)果，根 據(jù)比對(duì)結(jié)果，調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)闊(17)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，氣體 容器(1)具有與氣體容器(1)內(nèi)部連通、位于氣體容器(1)底部的出水 口 (13)和安裝在出水口 (13)上的閥門(7)，出水口 (13)用于將氣體容 器(1)中多余的水排出，閥門(7)用于控制出水口 (13)的出水量。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還 包括液位測(cè)量裝置(6)，液位測(cè)量裝置(6)設(shè)置在氣體容器(1)上，用于 測(cè)量氣體容器(1)內(nèi)部的液態(tài)水的液位。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，閥門(7) 為具有控制端的電磁閥門；所述液位測(cè)量裝置(6)為可設(shè)定預(yù)定液位范圍 的超聲波液位計(jì)，該系統(tǒng)還包括液位控制單元(28);液位測(cè)量裝置(6)用于檢測(cè)氣體容器(1)中的液位以及判斷液位是否 在預(yù)定的范圍內(nèi)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給液位控制單元(28)，液位控制單元 (28)用于根據(jù)液位測(cè)量裝置(6)的檢測(cè)結(jié)果調(diào)節(jié)閥門(7)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，閥門(7) 為具有控制端的電磁閥門；所述液位測(cè)量裝置(6)為能發(fā)出表示液位高低 的電信號(hào)的浮球液位計(jì)，該系統(tǒng)還包括液位比較單元(15)和液位控制單元(28);液位測(cè)量裝置(6)用于檢測(cè)氣體容器(1)中的液位，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā) 送給液位比較單元(15);液位比較單元(15)用于接收來自液位測(cè)量裝置(6)的電信號(hào)，將該電信號(hào)與存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果發(fā)送給液位控 制單元(28);液位控制單元(28)用于接收來自液位比較單元(15)的比對(duì)結(jié)果，根 據(jù)比對(duì)結(jié)果，調(diào)節(jié)閥門(7)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，該系 統(tǒng)還包括加水裝置(32)和水箱(36)，加水裝置(32)用于向水箱(36) 加水，所述管道(16)將霧化噴嘴(2)與去離子器(35)和水箱(36)連通，用于將水箱(36)中的水引入霧化部件(22)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還 包括水箱液位測(cè)量裝置(20)，水箱液位測(cè)量裝置(20)設(shè)置在水箱(36) 上，用于測(cè)量水箱(36)內(nèi)部的液位。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，所述水 箱液位測(cè)量裝置(20)為可設(shè)定預(yù)定液位范圍的超聲波液位計(jì)，該系統(tǒng)還包 括水箱液位控制單元(31);水箱液位測(cè)量裝置(20)用于檢測(cè)水箱(36)中的液位以及判斷液位是 否在預(yù)定的范圍內(nèi)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給水箱液位控制單元(31);水箱液 位控制單元(31)用于根據(jù)水箱液位測(cè)量裝置(20)的檢測(cè)結(jié)果，控制加水 裝置(32)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，所述水 箱液位測(cè)量裝置(20)為能發(fā)出表示液位高低的電信號(hào)的浮球液位計(jì)，該系 統(tǒng)還包括水箱液位比較單元(30)和水箱液位控制單元(31);水箱液位測(cè)量裝置(20)用于檢測(cè)水箱(36)中的液位，并將檢測(cè)結(jié)果 發(fā)送到水箱液位比較單元(30);水箱液位比較單元(30)接收來自水箱液位測(cè)量裝置(20)的電信號(hào)， 將該電信號(hào)與存儲(chǔ)的表示液位范圍的電信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果發(fā)送給水 箱液位控制單元(31);水箱液位控制單元(31)用于接收來自水箱液位比較單元(30)的比對(duì) 結(jié)果，根據(jù)比對(duì)結(jié)果，控制加水裝置(32)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，去離子器(35)的出口與水箱(36)相通。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池增濕系統(tǒng)，其特征在于，去離 子器(35)的進(jìn)口與氣體容器(1)相通。
全文摘要
本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)包括增濕裝置、水氣分離器和去離子器，增濕裝置包括氣體容器，氣體容器具有與氣體容器內(nèi)部連通的氣體進(jìn)氣口和氣體出氣口；其中，該增濕裝置還包括霧化噴嘴、水量調(diào)節(jié)閥和濕度測(cè)量裝置；當(dāng)濕度測(cè)量裝置檢測(cè)到的氣體的濕度不在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)，通過水量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)霧化噴嘴的進(jìn)水量，直至濕度測(cè)量裝置檢測(cè)到的氣體的濕度達(dá)到預(yù)定范圍內(nèi)。本發(fā)明提供的燃料電池增濕系統(tǒng)所包含的增濕裝置引入了濕度測(cè)量裝置，根據(jù)檢測(cè)得到的濕度調(diào)節(jié)霧化噴嘴的進(jìn)水量，從而可以對(duì)氣體的濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
文檔編號(hào)G05D22/00GK101345318SQ200710122668
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2007年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月10日
發(fā)明者張日清, 董俊卿 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司